院地共建国家级秦岭植物园

陕西省人民政府、中国科学院联合共建秦岭植物园合作协议日前正式签定。该项工作的开展 ,对于秦岭生物多样性保护和科学研究、科普教育以及实现可持续发展具有十分重要的意义。据了解 ,建设秦岭植物园的主要目的是以生物多样性保护为核心 ,研究、开发、引进、集成植物迁地保护和就地保护的关键技术 ,尽快建成具有科研、科普、生物多样性保护、生态旅游等功能的综合性特大立地型国家植物园 ,争取达到世界一流植物园和国家生态示范基地的水平 ,从而为西部乃至国家社会经济发展提供战略支撑作用院地共建国家级秦岭植物园     

对国家植物园体系建设“统筹原则”的一些见解

我国建设国家植物园体系所提出的“统筹就地保护与迁地保护相结合的原则”是进一步推动《生物多样性公约》在我国实施的一个重要新举措。这需要国家植物园对其不同功能植物栽培保存种群大小的统筹协调,需要与我国其他植物园的濒危植物迁地保护统筹协调并注重统筹提升我国植物迁地保护的有效性等。此外,由于我国一些植物园与国际顶级植物园几乎都是同步开展受严重威胁的濒危植物迁地保护及其科学研究,所取得的成果各有千秋,而且在保护的有效性上都存在着或多或少的问题,所以“国家植物园将对标世界顶级植物园”的提法是值得商榷的,我们的做法应是“他山之石,可以攻玉”。     

植物园与植物回归

为了有效保护珍稀濒危植物,植物园在迁地保护过程中开始关注迁地保护和野外回归相结合,其拥有的活植物资源、知识、技能和设施可为植物回归提供重要支撑。早期的植物回归实践注重用园艺手段增加种苗存活率,后来强调了种群恢复,并把植物回归放到生态系统恢复的背景下考虑,近几年则强调了全球变化背景下的植物回归。目前,全世界植物园的回归研究和实践进展主要集中在影响回归植株定居的因素、回归的遗传多样性、全球变化对回归的影响和成功回归的标准等四方面。在人类干扰和全球变化情景下,植物园需要综合考虑就地保护、迁地保护和回归三位一体的综合保育体系,以实现植物多样性的有效保护。     

国家植物园植物文化建设与植物多样性保护和管理

生物文化对生物多样性保护具有重要意义,植物园的形成和发展在历史长河中处处体现着人类因物质和精神需求而形成的植物文化。现代植物园在植物迁地保护上虽然做出了卓越贡献,但其植物文化的建设稍显滞后。在全球生物多样性保护工作的开展过程中,传统文化对生物多样性保护和生物资源可持续利用的重要作用越来越被重视。在此背景下,该文探讨了生物文化多样性和生物多样性之间紧密联系、共同演化的关系,回顾了早期植物园和我国古典园林中植物文化的体现; 通过对全球3 085个现代植物园主要功能的分析,发现开展了民族植物学研究的植物园占比7.36%,开展了保护生物学研究的植物园占比11.18%,制定了植物保护计划的占比17.18%,从而揭示了现代植物园保护功能的提升和文化功能的弱化。基于当前植物园植物多样性有效保护中对植物文化建设的需求,该文进一步分析了我国植物园植物文化建设的不足,主要包括:(1)植物物种多样性信息中植物文化信息数据不足;(2)对生物多样性保护中传统知识惠益分享的考虑欠缺;(3)缺少以文化展现植物多样性的主题园。在此基础上,该文聚焦国家植物园植物多样性保护和管理的目标,从植物多样性保护和利用、惠益共享、公众参与3个层面对国家植物园体系中的植物文化建设提出了建议,以期为我国建设具有中国生态文明特色的国家植物园体系提供参考。     

我国迁地保护的国家重点保护、受威胁和特有维管植物多样性

启动实施以国家公园和国家植物园体系为主导的就地和迁地保护相结合的生物多样性保护大战略,是我国作为世界生物多样性大国之一的科学使命和责任担当。本文以国家重点保护、受威胁和中国特有维管植物为对象,系统梳理了这3类植物在我国植物园的迁地保护概况,对这些植物的生活型、物种组成和系统发育多样性进行了比较分析,以期为当下国家植物园体系建设提供科学参考和依据。结果表明,我国植物园保存的此3类植物共计7,141种,分属265科1,271属,分别占我国维管植物科、属、种总数的76%、42%和23%。在7,141种植物中,国家重点保护植物743种,受威胁植物2,095种,中国特有植物5,957种,分别占我国国家重点保护、受威胁和特有植物总数的72%、59%和37%。这些植物包括乔木2,555种、灌木1,025种、草本3,117种、攀缘类419种和水生类25种。3类植物在各植物园的物种组成共有比例较低,系统发育多样性存在显著差异。     

关于植物迁地保护若干问题的讨论

植物迁地保护将是正在建设的国家植物园体系的核心任务,然而,有关植物迁地保护在植物多样性保护中的地位与作用、我国植物迁地保护的目标应该如何确立等诸多问题尚待讨论。本文通过文献研究,简要回顾了植物迁地保护的发展历史、过去40年国内外植物迁地保护取得的成绩,澄清了人们对植物迁地保护工作的一些疑虑;结合《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》和即将发布的《支持<昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架>实施的植物保护相关的自愿补充行动》,提出我国植物迁地保护的目标应该为“对所有受威胁植物实施有效的迁地保护,包括保护其遗传的多样性和代表性”。     

迁地保护应当具有明确的灵活性

早期的新闻报道中提到国家植物园体系“逐步实现中国85%以上野生本土植物、全部重点保护野生植物种类得到迁地保护”的建设目标引发了质疑。实际上,《中国植物园体系布局方案》明确了更为实际的目标,包括到2025年设立5个左右国家植物园,实现70%以上的国家重点保护野生植物得到迁地保护;到2035年设立10个左右国家植物园,实现80%以上的国家重点保护野生植物得到有效迁地保护。植物园体系应当建立明确的迁地保护分级标准,即使在迁地栽培无法达到最高级别的保护标准时,仍可视为某种较低级别的迁地保护。迁地保护工作应与中国植物园体系有机结合,包括国家植物园、地区优秀植物园和地方植物园。通过全国植物引种数据联网共享的可能性,区域性和基层植物园可参与到迁地保护工作中,共同承担任务份额。迁地保护与就地保护、引种驯化并非对立的关系。就地保护优于迁地保护,但二者是相辅相成的关系。迁地保护和引种驯化并非绝对对立,可实现既保护又开发的目标。总体而言,未来迁地保护工作的一个重要方向是建立清晰的分级标准和数据网络,以明确迁地保护与其他保护形式的关系,实现明确的灵活性。     

植物园发展的动向

对国内外植物园近十余年来发展的动向进行评述,列举了近年来一系列重要的植物园国际会议与重大活动,指出当前国际植物园工作的中心任务首先是物种保护。总结和分析我国植物园发展的历史和现状、存在问题以及在园貌建设上与国际先进植物园的差距。这些差距主要表现在：（１）植物的收集量;（２）活植物数据的积累;（３）罕见植物的引种;（４）现代技术的应用。作者最后提出,我国植物园发展应把握的几个主要问题是：（１）既是多功能全方位发展,又应各具特色;（２）生物多样性是植物园永恒的主题;（３）植物园应着重物种迁地保护的研究和实践;（４）植物园应重视栽培和利用植物并着重以药用植物为对象。     

植物园与植物园学

随着全世界植物园数量的增加、功能和转变和我学科的综合,需要发展植物园学,以引导植物园的发展。植物园学主要包括10个方面的内容：1）植物园的性质、任务和功能;2）历史;3）规划设计;4）物种保护,尤其是迁地保护;5）活植物收集圃及其管理;6）引种驯化的理论与实践和新经济植物的发掘;7）植物展出的技术与方法;8）城市生物多样性保护和利用;9）环境教育和旅游;10）维护和管理。生物多样性是植物园的核心。美丽的外貌、科学的内涵和人与自然和谐共外的准则是植物园的基本要素。     

论我国国家植物园体系建设: 以任务带学科构建国家植物园迁地保护综合体系

植物园诞生的原初是“皇家”或“国家”意志的产物, 植物园的概念从公元前2,800年我国的“神农本草园”起源, 至今已历经沧桑巨变, 而西方文艺复兴后演替出了现代植物园。科研、保护、教育与示范四大功能始终是植物园的主线。植物园作为专门从事野生植物收集、科学研究、引种驯化和保护利用的专业研究机构, 始终肩负着国家的重要使命。本文系统综述了植物园的起源与演变, 并对世界各国的国家植物园与国家植物园体系进行了系统梳理和分析。在对我国植物园历史与发展概况总结的基础上, 论述了我国国家植物园体系建设的定位与目标、区域布局、科学研究、人才队伍、基础设施等五个方面的思考, 以任务带学科构建我国国家植物园迁地保护综合体系。     

广东兰科植物多样性保育现状

为了使广东省的兰科植物及其遗传多样性得到有效的保育, 保存我国重要野生植物资源, 在2017-2019年间, 采用样线和样地相结合的调查手段、专家快速评估和野外调查相结合的评估技术以及Wilcoxon符号秩检验和Friedman检验的统计方法, 对广东省自然分布的兰科植物进行了全面的调查和濒危等级评估, 并对其在广东省自然保护区中的就地保育情况和全国植物园中的迁地保育情况进行了综合分析。结果表明, 广东省分布有兰科植物80属235种, 其中广东特有种20种; 广东兰科植物受威胁物种有186种, 其中极危11种、濒危114种、易危61种; 就地保育的兰科植物有111种, 迁地保育的兰科植物有156种, 就地和迁地共同保育的兰科植物有96种, 保育的有效程度较低; 另外, 就地、迁地、就地和迁地共同保育的兰科植物之间没有体现出明显的差异, 保育工作缺乏选择性和针对性。基于此, 我们建议广东兰科植物的保育工作应重视基础数据的收集和持续的野外监测、提高保育物种的数量、优化迁地保育物种的选择性和针对性、完善迁地保育和就地保育之间的协同性, 同时也应重视立法和公众教育, 并构建广东兰科植物保育的网络系统。     

中国野生植物保护管理的政策、法律制度分析和建议

中国是全球生物多样性最丰富的国家之一。最近40年, 中国的植物多样性保护取得了巨大成就, 实施了多项政策和法律, 尤其是《野生植物保护条例》和《国家重点保护野生植物名录》先后颁布, 奠定了中国植物保护的法律和政策框架, 就地保护和迁地保护网络基本形成。但与生态文明建设的要求相比, 野生植物保护依然存在许多不足。本文系统回顾了中国野生植物保护管理的政策和法律制度, 从就地保护、迁地保护、开发利用活动管理三方面分析了其优缺点并提出建议; 重点对修订《野生植物保护条例》进行讨论并提出建议, 包括修订野生植物和人工培植的定义、优化对开发利用活动的管理程序、加强国际法和国内法的衔接、细化优化罚则等。     

栽培植物野生近缘种的保护与利用

栽培植物是人类赖以生存和发展的重要物质基础。全球人口与人均需求量的持续增长导致对植物资源的需求与日俱增。栽培植物较低的遗传多样性是限制其产量增长和质量提高的主要因素。栽培植物野生近缘种在自然环境中积累了丰富的遗传变异, 并在应对环境变化的过程中产生了很多新的适应性状, 是栽培植物种质创新和品种改良的重要遗传资源。然而, 栽培植物野生近缘种的存续和自然进化因生境破坏以及全球气候变化等正面临严重威胁, 需要采取有效的措施进行保护。本文总结了国内外对栽培植物野生近缘种进行原生境保护与迁地保护所取得的进展, 并基于我国实际情况提出了栽培植物野生近缘种的保护建议。此外, 本文还对栽培植物野生近缘种利用技术进行了梳理, 探讨了栽培植物野生近缘种遗传资源可持续利用的新思路。最后, 我们以长江流域几种代表性栽培植物为例, 对主要作物类型的保护与利用情况进行了讨论。     

长江流域林木资源的重要性及种质资源保护

中国长江流域有着丰富的林木资源, 包含极高水平的物种多样性、特有性和遗传多样性。根据考古证据, 在旧石器和新石器时代长江文明早期的孕育与发展中, 林木在食物、能源、工具、建筑和舟船中的应用起到了关键作用。现在, 长江流域和珠江流域逐渐成为国内木材供给的热点地区。面对木材供给总量不足和大径级木材结构性短缺问题, 长江流域林木资源将是未来国内木材安全的重要保障。这使得林木种质资源的保护更加迫切。针对长江流域林木种质资源保护存在的家底不清和保存体系不完善问题, 我们应尽快完成林木种质资源的全面调查和重要树种的多样性分析; 完善原地、异地和设施保存相结合的保存体系。     

Plant species with extremely small populations (PSESP) in China: A seed and spore biology perspective

Approximately one fifth of the world's plants are at risk of extinction. Of these, a significant number exist as populations of few individuals, with limited distribution ranges and under enormous pressure due to habitat destruction. In China, these most-at-risk species are described as ‘plant species with extremely small populations’ (PSESP). Implementing conservation action for such listed species is urgent. Storing seeds is one of the main means of ex situ conservation for flowering plants. Spore storage could provide a simple and economical method for fern ex situ conservation. Seed and spore germination in nature is a critical step in species regeneration and thus in situ conservation. But what is known about the seed and spore biology (storage and germination) of at-risk species? We have used China's PSESP (the first group listing) as a case study to understand the gaps in knowledge on propagule biology of threatened plant species. We found that whilst germination information is available for 28 species (23% of PSESP), storage characteristics are only known for 8% of PSESP (10 species). Moreover, we estimate that 60% of the listed species may require cryopreservation for long-term storage. We conclude that comparative biology studies are urgently needed on the world's most threatened taxa so that conservation action can progress beyond species listing.     

鹅掌楸贵州烂木山居群的微卫星遗传多样性及空间遗传结构

濒危植物鹅掌楸(Liriodendron chinense)目前仅零散分布于我国亚热带及越南北部地区, 残存居群生境片断化较为严重。研究濒危植物片断化居群的遗传多样性及小尺度空间遗传结构(spatial genetic structure)有助于了解物种的生态进化过程以及制定相关的保育策略。本研究采用13对微卫星引物, 对鹅掌楸的1个片断化居群进行了遗传多样性及空间遗传结构的研究, 旨在揭示生境片断化条件下鹅掌楸的遗传多样性及基因流状况。研究结果表明: 鹅掌楸烂木山居群内不同生境斑块及不同年龄阶段植株的遗传多样性水平差异不显著(P>0.05), 居群内存在寨内和山林2个遗传分化明显的亚居群。烂木山居群个体在200 m以内呈现显著的空间遗传结构, 而2个亚居群内的个体仅在20 m的距离范围内存在微弱或不显著的空间遗传结构。鹅掌楸的空间遗传结构强度较低(Sp = 0.0090), 且寨内亚居群的空间遗传结构强度(Sp = 0.0067)要高于山林亚居群(Sp = 0.0053)。鹅掌楸以异交为主, 种子较轻且具翅, 借助风力传播, 在一定程度上降低了空间遗传结构的强度。此外, 居群内个体密度及生境特征也对鹅掌楸的空间遗传结构产生了一定影响。该居群出现显著的杂合子缺失, 近交系数(F_IS)为0.099 (P < 0.01), 表明生境片断化的遗传效应正逐渐显现。因此, 对鹅掌楸的就地保护应注意维护与强化生境的连续性, 促进基因交流。迁地保护时, 取样距离应不小于20 m, 以涵盖足够多的遗传变异。